علی رغم اینکه کلید روغنی یکی از قدیمیترین انواع کلید‌های برق است، اما همچنان در زمره تجهیزات مهم و ضروری در سیستم‌های الکتریکی به شمار می‌آید. این دسته از تجهیزات با کاهش قوس الکتریکی به تنظیم سیستم‌های برقی کمک می‌کنند.
درون ساختار کلید روغنی کنتاکت‌هایی وجود دارد که قطع و وصلی جریان را انجام می‌دهند. وظیفه اصلی روغن حفظ امنیت در هنگام اتصال و جداسازی این کنتاکت‌ها است. هنگامی‌که یک خطا در سیستم رخ می‌دهد، کنتاکت‌های کلید قطع می‌شوند، در همین لحظه یک قوس بین کنتاکت‌ها ایجاد می‌گردد. در کلید روغنی، وجود روغن عایق اطراف کنتاکت‌ها به کنترل و خاموش کردن قوس الکتریکی ایجاد شده کمک می‌کند. بنابراین کاربرد‌های این نوع از کلید‌های مدار بسیار بالاست. ویژگی این قطع کننده مدار این است که کم هزینه بوده، عملکرد قابل اعتمادی را ارائه داده و کارکرد آسانی دارد. نمونه‌های مختلفی از کلید روغنی در بازار وجود دارد که بسته به مکانیسم کاهش قوس آن‌ها، به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند.
ساختار و پیکربندی کلید روغنی چگونه است؟
در مقایسه با بسیاری از انواع کلید‌های رایج در مدار‌های الکتریکی، کلید روغنی ساختار بسیار ساده‌ای دارد. این تجهیزات برقی شامل دو کنتاکت هادی می‌شوند که وظیفه حمل جریان و یا قطع آن را به عهده دارند. کنتاکت‌ها درون محفظه‌ای محکم از جنس آلیاژ‌های فلزی یا مواد ترموپلاست مقاوم قرار می‌گیرند. در ادامه این محفظه به طور کامل با روغن ترانسفورماتور که یک روغن عایق است پر می‌شود.
مجموعه روغن عایق، المنت‌ها و ارت به کمک یکدیگر در خاموش کردن قوس‌های الکتریکی ایجاد شده نقش دارند. در قسمت بالای مخزن کلید روغنی، از هوا به عنوان یک پد کنترل کننده استفاده می‌گردد تا گاز‌های ناشی از اثر قوس الکتریکی (عمدتاً هیدروژن) بر روغن عایق را کنترل نماید. برای جلوگیری از لرزش زیاد کلید روغنی در هنگام کار در جریان‌های بالا، پس از نصب یک خروجی گاز روی پوشش مخزن کلید روغنی، مخزن روغن با استفاده از پیچ در محل خود ثابت می‌شود.
آشنایی با طرز کار کلید روغنی در مدار‌های الکتریکی
در شرایط عادی، کنتاکت‌های کلید روغنی به یکدیگر متصل می‌شوند و هدایت جریان الکتریکی ادامه می‌یابد؛ اما هنگامی‌که خطایی در مدار رخ می‌دهد این کنتاکت‌ها از یکدیگر جدا شده و یک قوس بین این کنتاکت‌ها ایجاد می‌گردد. در واقع اختلاف ولتاژ بالا بین کنتاکت‌ها، محیط اطراف آن را یونیزه می‌کند و باعث تشکیل قوس الکتریکی درون مخزن کلید روغنی می‌شود.
این رویداد حرارت زیادی به محیط منتقل می‌کند که در نتیجه آن روغن اطراف قوس الکتریکی به سرعت تبخیر می‌شود. ترکیبات نفتی من جمله روغن ترانسفورماتور پس از تجزیه مقدار کمی متان، اتیلن و استیلن آزاد می‌کنند در نتیجه حباب‌های گازی اطراف کنتاکت‌ها را فرا می‌گیرد. افزایش دما و فشار به صورت پیوسته ادامه می‌یابد و محیط اطراف قوس به سرعت یونیزه می‌شود. در نتیجه، خواص دی الکتریک محیط نیز متعاقباً پیرو رویداد‌های قبلی افزایش می‌یابد. این روند تا جایی ادامه پیدا می‌کند که خواص دی الکتریک تقریبا به صفر برسند و در نهایت قوس الکتریکی خاموش شود. البته نباید فراموش کرد که اثر خنک کنندگی حباب‌های روغن و گاز نیز به خاموش کردن قوس کمک می‌کند.
مزایای استفاده از کلید روغنی در مدار‌ها:
- فضای کمتری را اشغال می‌کند
- به کمک آن‌ها می‌توان خطر آتش سوزی را کاهش داد
- تعمیر و نگهداری ساده‌ای دارند
- مصرف روغن آن‌ها کم است
- قدرت دی الکتریک در مقایسه با سایر موارد هم رده بسیار مناسب ارزیابی شده است
عملکرد کلید روغنی بسیار قابل اعتماد و آسان و ارزان است زیرا این قطع کننده مدار از هیچ نوع وسیله جانبی خاصی برای توقف قوس ناشی از کنتاکت متحرک استفاده نمی‌کند. در ادامه دو مدل از رایج‌ترین انواع کلید روغنی را مشاهده می‌فرمایید.
کلید روغنی BOCB
در کلید روغنی BOCB مقادیر زیادی روغن برای از بین بردن قوس استفاده می‌شود، بنابراین به عنوان قطع کننده مدار مخزن مرده نیز شناخته می‌شود. مقدار روغن مصرفی در این سیستم عمدتاً به ولتاژ سیستم بستگی دارد. در این سیستم‌ها روغن مصرفی دو مسئولیت را دنبال می‌کند؛ ابتدا پس از جدا شدن کنتاکت‌ها قوس ایجاد شده را خاموش می‌کند و دوم عایق کردن قطعات حامل جریان برق در مقابل قسمت‌های ارت شده کلید روغنی را انجام می‌دهد.
کلید روغنی MOCB
این قطع کننده مدار نسبت به نمونه قبلی روغن کمتری مصرف می‌کند. مخزن آن بر روی یک مقره چینی نصب می‌شود. این نوع کلید روغنی از دو قسمت اصلی مخزن قوس و محفظه نگهدارنده تشکیل شده است. ساختار آن به نحوی طراحی شده است که در این کلید روغنی از روغن تنها به منظور مهار کردن قوس الکتریکی استفاده می‌شود و نقشی در عایق کردن تجهیزات دارای جریان در برابر ارت ندارد (برخلاف کلید روغنی BOCB که دو وظیفه به عهده دارد). مزیت اصلی استفاده از روغن کمتر کاهش خطرات آتش سوزی است. از مزایای اصلی این قطع کننده مدار این است که فضای کمتری اشغال کرده، روغن کمتری مصرف می‌کند و وزن کمتری نیز دارد به طوری که مخزن آن‌ها کوچکتر است و در نتیجه تعمیر و نگهداری کمتری را می‌طلبد.
تعمیر و نگهداری مدارشکن کلید روغنی
تجهیزات الکترونیکی و مکانیکی در گذر زمان و در نتیجه استفاده مکرر به تعمیر و نگهداری نیاز دارند تا در مواقع حساس بتواند وظایف خود را به خوبی انجام دهند. در خصوص کلید روغنی نیز ضرورت انجام سرویس‌های دوره‌ای به وضوح احساس می‌شود. زیرا در صورت بروز اتصال کوتاه و از کار افتادن کلید روغنی، پدیده آرکتینگ می‌تواند سبب بروز آسیب‌های جدی به کاربران شود. علاوه بر این، فرسودگی روغن و تشکیل کربن در ناحیه دی الکتریک نیز می‌تواند خطر آفرین باشد.
با توجه به این موارد، می‌توان گفت سرویس‌های دوره‌ای کلید روغنی چندان پیچیده نیست و شامل بررسی کنتاکت (در صورت لزوم تعویض آن)، تعویض روغن و تعمیر و نگهداری بریکر می‌شود. اما همین اقدامات ساده می‌تواند از بروز حوادث جدی پیشگیری کند. نباید فراموش شود که پس از انجام هر سرویس (تعمیر یا تعویض) انجام تست و ارزیابی یکی از مهم‌ترین پیش نیاز‌های راه‌اندازی مجدد مدار‌ها است.
جمع بندی
کلید روغنی یکی از بهینه‌ترین تجهیزات برای کنترل قدرت مدار در شبکه‌های انتقال و پست‌ها است که در هر دوره استفاده میزان روغن پایینی را برای کنترل قوس الکتریکی استفاده می‌کند. سابقه استفاده از این نوع تجهیزات بسیار زیاد است و در گذر زمان پیشرفت‌های زیادی در زمینه توسعه آن‌ها حاصل شده است. در این مقاله به اختصار دو گروه عمده از کلید روغنی مورد بررسی قرار گرفت اما نمونه‌های مورد استفاده در شبکه‌های توزیع و انتقال و پست‌های برق بسیار متنوع‌تر و گسترده‌تر از موارد ذکر شده هستند. حتی نمونه‌های مینیاتور کلید روغنی در مدار‌های خانگی به عنوان قطع کننده جریان کاربرد دارد. برای اطلاعات بیشتر و مشاهده آگهی‌های مربوط به کلید روغنی، کلیک کنید.
1349 بازدید
الهه زینالی
